O sistema fotovoltaico é uma das melhores soluções para gerar energia elétrica a partir de uma fonte renovável: o sol. Um dos principais componentes desse sistema é o painel solar, chamado também de módulo solar, módulo fotovoltaico, placa solar e placa fotovoltaica. Ele é o principal elemento do sistema, por meio do qual a radiação do sol é captada e transformada em energia elétrica.
Leia nosso artigo e obtenha mais informações sobre dois tipos de painel solar. Ao final, você estará mais apto a escolher entre painel solar monocristalino ou policristalino. Confira!
O que é um painel solar e como funciona?
O painel solar monocristalino ou policristalino é o equipamento usado par captar a radiação do sol. É formado por células fotoelétricas, que absorvem a radiação e a transformam em energia elétrica.
As placas fotovoltaicas conseguem absorver até 80% da radiação solar, mas apenas 5% a 20% são convertidos em energia elétrica, e o resto se transforma em calor. Por isso, em dias de sol intenso, as placas podem alcançar temperaturas de até 35ºC acima da temperatura ambiente.
O material mais usado para garantir a captação da energia solar é, justamente, o silício, cuja extração do meio natural nem sempre é barata. O silício é um semimetal encontrado na natureza na forma de cristal, sendo matéria-prima para a confecção de células fotoelétricas (fotovoltaicas).
Os resultados da temperatura advêm de uma característica dos painéis que usam o silício cristalino. Ocorre uma tensão maior quando a temperatura diminui e vice-versa, ou seja, a tensão se reduz quando a temperatura aumenta.
É importante entender que quando a temperatura fica mais alta, existem mais vibrações na rede de cristal do silício. Interagindo com as vibrações, alguns elétrons perdem energia, ou seja, não ajudam com a corrente elétrica.
As vibrações crescem, a temperatura aumenta e mais elétrons perdem energia. Para quantificar o fenômeno, é usado um coeficiente de temperatura, que mostra a quantidade perdida de potência para cada grau Celsius aumentado. Assim, um dos principais parâmetros associados ao fenômeno é a ordem dos átomos na rede cristalina.
Sem o painel solar, não existe sistema fotovoltaico. Mas além dele, existem outros equipamentos: os acessórios de instalação e o inversor solar, que pode ser substituído por microinversores.
O que é um painel solar monocristalino?
Para decidir entre painel solar monocristalino ou policristalino, é importante conhecer melhor cada um deles. O monocristalino é um painel mais puro, com bordas redondas, cujas células têm coloração mais escura e uniforme.
Painel solar monocristalino PERC
A sigla PERC se refere a alguns termos, como: Passivated Emitter Rear Cell (Célula Traseira do Emissor Passivado), Passivated Emitter Rear Contact (Contato Traseiro do Emissor Passivado) ou Passivated Emitter and Rear Cell (Emissor Passivado e Célula Traseira). O significado é o mesmo.
A tecnologia PERC é uma evolução significativa no mercado das células de silício convencionais. Embora ela exista há muitos anos, apenas há pouco tempo passou a ser aplicada comercialmente.
Esse interesse pela tecnologia se deve à acirrada concorrência entre as empresas que fabricam painéis e células fotovoltaicas. Afinal, todas elas desejam melhorar seus produtos, aplicando todos os recursos possíveis para atingir maiores eficiências.
O diferencial entre um painel solar monocristalino comum e um painel solar monocristalino PERC é que esse último apresenta uma camada na parte de trás da célula. É uma camada muito fina em que os elétrons se recombinam a menor velocidade, o que promove maior eficiência.
Além disso, a passivação gera um efeito óptico. A reflexão da luz no fundo da célula faz com que os raios do sol atravessem mais vezes o silício, otimizando o processo de captar energia.
A tecnologia PERC vem atraindo a atenção de muitas empresas que fabricam painéis solares pelo mundo. Para adotá-la, é preciso acrescentar apenas dois processos no ciclo de produção das células comuns.
Dessa forma, com baixo investimento, a empresa consegue produzir células mais eficientes. Por isso, os painéis PERC já estão sendo comercializados em grande escala.
Painel solar com silício cast-mono
Além da PERC, outra tecnologia vem apresentando resultados satisfatórios. É a tecnologia de silício cast-mono, que se revelou uma boa opção em relação aos custos e à eficiência. O patenteamento do silício cast-mono aconteceu em 2008.
A finalidade era desenvolver um painel que envolvesse uma produção mais econômica que a fabricação do painel solar monocristalino. Buscava-se encontrar um tipo de material que ficasse entre o painel monocristalino e o policristalino.
Pode-se dizer que o cast-mono (quase monocristalino) é constituído, em parte, por cristais monocristalinos de silício e, em parte, por cristais policristalinos de silício. Trata-se de uma solução que ainda necessita de maturação para se consolidar e, assim, tornar-se uma opção comercialmente viável.
A tecnologia de silício cast-mono é a prova de que o mercado está realmente se modificando. As transformações não vão parar. O consumidor e as empresas fabricantes precisam ficar atentos às inovações.
O que é um painel solar policristalino?
O painel solar policristalino é quadrado, não tem ângulos arredondados e predomina a cor azul, sem homogeneidade. Esse módulo resulta da fusão do silício bruto, que é um processo mais ágil e, consequentemente, não requer investimentos muito altos.
O silício cristalino (c-Si) nas formas poli ou multicristalina, também chamada de policristalina, predomina no mercado de células fotoelétricas. Sua relevância no setor fotovoltaico já chegou a mais de 90% em relação a outras tecnologias. Mas essa situação vem mudando, como falaremos mais à frente.
Boa parte dos gastos com a produção de células e painéis fotovoltaicos se relaciona à aquisição de wafers de silício. No mercado de silício cristalino, investimentos relacionados ao total de matéria-prima usada e ao uso de energia na produção dos wafers representam um grande desafio.
Atualmente, aconteceram muitos avanços na produção de wafers com a aplicação da serragem por fios diamantados. Essa técnica permite conseguir 50% mais wafers que as metodologias convencionais, aplicando o mesmo total de matéria-prima.
Desse modo, wafers mais finos podem ser fabricados com espessuras inferiores a 200 micrômetros. Cada micrômetro corresponde a um milésimo de milímetro, assim:
- 1 µ = 0,001 mm;
- 200 µ = 0,2 mm.
Um dos resultados é a diminuição no preço das células fotovoltaicas e dos painéis solares destinados ao mercado. Por outro lado, a redução na espessura das células leva a perda de eficiência no processo de transformação da energia solar em energia elétrica, já que aumentam as taxas para os elétrons se recombinarem.
Os wafers de silício são os componentes fundamentais para a maior parte dos semicondutores. Para obter, é preciso remover o oxigênio da sílica, que é um tipo de areia no estado mais puro.
A sílica é combinada com carbono e aquecida em um forno, cuja temperatura vai além de 2.000ºC. O carbono reage com o oxigênio da sílica, produzindo dióxido de carbono e silício, o qual está no fundo da fornalha. O nome “wafer” está relacionado a biscoito, devido ao formato desses dispositivos.
Quais são as características de cada um?
O painel é monocristalino porque é confeccionado a partir de apenas um bloco cristalino, sendo assim mais puro. Um indicativo de sua elevada pureza é, justamente, a cor escura.
É produzido na forma de cilindro (lingote). Depois, o cilindro é cortado em discos finos. Cada disco é cortado para formar octógonos nas bordas. Cada disco, também chamado de pastilha, tem entre 0,4 e 0,5 milímetros quadrados de espessura.
Quando as células são dispostas no painel, o formato octogonal permite encaixar uma quantidade máxima de células fotovoltaicas no conjunto. Assemelha-se, desse modo, a biscoitos dispostos em uma assadeira.
O painel policristalino é feito de células solares individuais e policristalinas. Mas não é produzido a partir de um único bloco: o cristal, depois de esfriar, fragmenta-se por si mesmo.
Os fragmentos passam por um derretimento em forno, transformam-se em cubos que são fatiados em bolachas finas. Desse modo, muitos cristais compõem a mistura.
O processo de produção é mais flexível, o que possibilita que mais células sejam formadas em um período mais curto e gerando mais economia. As células azuis e de cor quadrada se ajustam lado a lado, evitando qualquer brecha entre elas.
Quais são as diferenças entre o painel monocristalino e policristalino?
Conhecendo as características de cada tipo de painel, fica mais fácil identificar as diferenças entre ambos. Diferentemente do painel monocristalino, que é fabricado de um único bloco de cristal de silício (quartzo), o painel policristalino é produzido a partir de pequenas partículas de cristais. Além disso, o processo de fabricação do módulo monocristalino é mais demorado e menos sustentável.
Vibrações e temperatura
Os materiais monocristalinos apresentam uma excelente ordem de átomos recorrentes e, assim, têm as maiores vibrações e uma sensibilidade maior à temperatura. Já os materiais policristalinos têm ordens de átomos recorrentes curtas e, consequentemente, apresentam média sensibilidade à temperatura.
Eficiência
O monocristalino também facilita o percurso da corrente elétrica, garantindo mais eficiência quanto à potência. O percentual de eficiência fica entre 15% a 20%, sendo que alguns protótipos recentes já alcançam 50% de eficiência. O Mono PERC (painel solar monocristalino com tecnologia PERC) oferece eficiência que varia entre 17,7% e 20%.
O painel policristalino tem um nível mais baixo de eficiência, entre 13% e 18%. Ainda que seja uma diferença pequena, vale lembrar que o projeto de um sistema fotovoltaico abrange um grupo de módulos. Assim, em quantidade, essa variação vai se tornar significativa.
A menor eficiência dos painéis policristalinos se deve ao fato de que os fragmentos fundidos de silício deixam menos espaço para que os elétrons se movimentem.
Aplicações
Em relação às aplicações, as placas solares monocristalinas são mais recomendadas para áreas menores e com incidência solar mais baixa. Deve ser adotada em projetos que priorizem a eficiência, e não os custos. Também são relevantes quando a estética é um assunto importante.
Elas se adaptam bem às áreas mais limitadas porque geram mais energia elétrica em menor escala, quando comparadas com as placas policristalinas de silício. Elas conseguem aproveitar, ao máximo, a radiação, ainda que a área tenha pouca iluminação do sol.
A tolerância ao calor também é maior. Por isso, o módulo monocristalino é mais adequado para as regiões onde a temperatura é muito alta.
Quanto às aplicações das placas solares policristalinas, elas se adequam a áreas mais amplas e com maior incidência solar. É uma boa solução em projetos que priorizem os gastos, e não a eficiência. Nesse caso, a estética não é uma prioridade.
Quando a questão financeira é muito relevante, o módulo policristalino é a melhor opção. Desde que exista espaço suficiente, ele será uma boa solução, já que a placa monocristalina costuma custar aproximadamente US$0,05 por watt a mais.
Como os painéis policristalinos têm menos potência, eles funcionam melhor em áreas com muita radiação solar. A coloração azul e o visual pontilhado podem não ser esteticamente valorizados por muitos consumidores, principalmente, se o projeto exigir a instalação de muitas unidades em áreas residenciais.
De qualquer maneira, eles servem para áreas rurais e dentro da cidade, onde os módulos podem ficar guardados (por exemplo, telhado ou nos fundos de um terreno).
Espaço no mercado
Apesar de sua popularidade, os painéis policristalinos estão perdendo espaço no mercado para os monocristalinos. Conforme o site da PV Tech, desde 2018, a fabricação dos módulos monocristalinos teve um significativo aumento. Em 2019, conseguiram ultrapassar os policristalinos em quantidade produzida.
Diante das novas tendências, alguns fabricantes já revelaram que não mais produzirão painéis policristalinos. Porém, é certo que eles continuam representando uma importante parcela do mercado de módulos fotovoltaicos, inclusive, no Brasil.
Quais são as vantagens de cada um?
Agora, vamos considerar as vantagens de cada modelo. Depois, vamos citar as desvantagens. Afinal, todo produto tem prós e contras.
É importante conhecer, pesar em uma balança e, só então, decidir-se entre painel solar monocristalino ou policristalino. Podemos destacar as seguintes vantagens do painel solar monocristalino:
- muito eficiente na produção de energia;
- necessidade de menos espaço para os painéis;
- maior tolerância às temperaturas altas e menor geração de calor;
- painéis escuros se misturam com folhagens ou telhas de cor escura, evitando muita visibilidade;
- estética mais apurada;
- alta durabilidade (a maior parte dos fabricantes garante 25 anos de vida útil, mas a durabilidade costuma ultrapassar os 30 anos).
A eficiência de cada célula fotoelétrica é maior que a de um painel como um todo. Isso ocorre porque durante o encapsulamento da célula, que ocorre enquanto a placa está sendo montada, a luz que alcança a superfície da célula é filtrada pelo vidro que está sobre a placa e pelo material encapsulante (EVA), diminuindo a eficiência total do painel.
O painel solar monocristalino PERC adiciona uma folha na traseira da célula, a qual permite uma maior absorção da radiação. Outro diferencial é que ele permite que a radiação desperdiçada seja aproveitada de outra forma, produzindo mais energia. Assim, o monocristalino PERC oferece vantagens, como:
- melhor performance em locais com pouca iluminação solar;
- desempenho otimizado das placas utilizadas nos painéis convencionais, no início da manhã e ao fim da tarde, bem como em dias nublados;
- geração de menos calor, favorecendo a performance em lugares com temperaturas mais altas.
Em relação ao outro modelo, o painel solar policristalino, podemos dizer que é mais econômico, com o melhor preço no mercado. Assim, ele é:
- menos caro;
- durabilidade semelhante à do painel monocristalino;
- menos resíduos durante a produção do painel;
- comercialmente, pode ser mais viável, já que marca forte presença no mercado e oferece preço mais competitivo.
Quais as desvantagens?
Analisadas as vantagens, é interessante também conhecer as desvantagens de cada tipo de painel. O painel fotovoltaico monocristalino é mais caro que o policristalino e que alguns painéis de filme fino. Além disso, aplica métodos de produção menos sustentáveis.
Durante o processo de fabricação, o painel requer um recorte maior de silício do bloco, o qual é descartado. Desse modo, há uma maior sobra de material que precisa de reciclagem.
Em relação ao painel solar policristalino, podemos citar que exigem mais espaço para sua instalação e sua eficiência é menor.
Como escolher um bom painel solar?
Como escolher com exatidão entre o painel solar monocristalino ou policristalino? Apesar das vantagens do painel monocristalino, isso não quer dizer que o policristalino não possa ser uma boa opção.
Uma etapa inicial é analisar o projeto de energia fotovoltaica para o imóvel que será beneficiado e verificar a necessidade de potência, dimensões e outros aspectos técnicos. O custo-benefício, no final de tudo, é o critério mais relevante.
Entenda que se um dos tipos é mais econômico, o outro pode ser mais eficiente. É fundamental fazer um balanço para decidir qual deles deve ser escolhido. Analise as demandas e as características do projeto.
Logo, para decidir entre o painel solar monocristalino ou policristalino, o correto é conversar com uma equipe capacitada, a fim de que todas as vantagens e as desvantagens sejam apresentadas e comparadas. O projeto deve ser elaborado por profissionais competentes, com habilidades técnicas para oferecer boas orientações.
Enfim, embora a decisão final caiba ao cliente, a empresa responsável pelo fornecimento e pela instalação do sistema deve passar todas as informações relevantes para que não sobrem dúvidas. Vale ressaltar que a escolha deve considerar, também, se o projeto será para uma residência, uma empresa ou uma indústria.
Quais são os outros tipos de painel solar?
A escolha não se limita a painel solar monocristalino ou policristalino. Existem outros tipos de placas solares, como:
- painel solar de silício amorfo (a-Si);
- painel solar de telureto de cádmio (CdTe);
- painéis solares de seleneto de cobre, índio e gálio (CIS/CIGS);
- células fotovoltaicas orgânicas (OPV);
- painel solar híbrido (HJT).
Por que contar com uma empresa especializada?
A empresa especializada ajuda a avaliar as opções disponíveis e a tomar a decisão sobre a melhor solução para cada caso. Como entende a fundo do assunto e está habituada a fazer projetos diferentes, ela consegue orientar o cliente na melhor escolha.
É bem possível que o caso de determinado cliente seja semelhante ao de outro anteriormente solucionado, ou seja, pode ser aplicada uma solução semelhante. Por isso, é importante contratar uma boa empresa de energia solar.
Ela terá condições de desenvolver o melhor projeto para seu imóvel, com a tecnologia mais adequada e o painel solar monocristalino ou policristalino, de acordo com a sua necessidade. A boa empresa não quer simplesmente vender, mas sim, atender às necessidades do cliente. Para que haja satisfação com os resultados, as soluções oferecidas devem ser realmente eficazes.
A empresa especializada está preparada para indicar não somente o melhor tipo de painel, mas a modalidade ideal de instalação para seu projeto: on grid ou off grid. Nas cidades, a mais usada é, certamente, a on grid, integrada à rede elétrica que atua na região. Mas a off grid pode ser uma boa solução em diferentes situações, inclusive, quando o cliente habita zonas mais afastadas, fora dos grandes centros.
Nos sistemas off grid, a importância da bateria solar é indiscutível, já que será ela que vai armazenar o excedente de energia produzida durante o dia. Quando você contrata os serviços de uma empresa especializada no assunto, além de ter um bom projeto, conta com um suporte pós-venda de boa qualidade.
Enfim, o custo-benefício de sua compra é satisfatório. Lembre-se de que é melhor pagar mais caro por um bom serviço do que economizar, recebendo um atendimento que vai precisar de correções e que, ao final, poderá causar prejuízos.
Falamos a respeito de dois tipos de painéis solares. Conhecendo as diferenças entre eles, as vantagens e as desvantagens, ficará mais fácil escolher entre painel solar monocristalino ou policristalino. Lembre-se de consultar e fazer um projeto com uma empresa que tenha boa reputação no mercado.
Deseja instalar um sistema fotovoltaico em sua residência ou na empresa? Ainda tem dúvidas sobre os melhores equipamentos? Entre em contato conosco e exponha seus questionamentos. Estamos prontos para prestar todos os esclarecimentos necessários. Conheça nossos produtos e serviços!
